Điện tử 10 - Mạch Kích Từ và Động Cơ

Hệ thống sử dụng năng lượng điện để cung cấp động lực cho máy móc sản xuất, bao gồm các thiết bị chuyển đổi điện năng thành cơ năng và điều khiển dòng năng lượng cơ học.

Bộ phận biến đổi năng lượng điện từ lưới điện công nghiệp thành các nguồn điện phù hợp để cung cấp cho động cơ điện.

Các thiết bị phổ biến sử dụng trong hệ thống truyền động điện tự động để biến đổi năng lượng điện.

Động cơ điện có nhiệm vụ chuyển đổi năng lượng điện thành cơ năng để cung cấp cho máy sản xuất.

Bộ phận truyền năng lượng cơ học từ động cơ điện đến máy móc.

Bộ phận điều khiển hoạt động của hệ thống truyền động điện tự động.

Bộ phận thu thập thông tin về hoạt động của hệ thống truyền động.

Thông tin được đưa vào hệ thống truyền động điện tự động để điều khiển hoạt động của nó.

Tốc độ quay của động cơ điện.

Lực tác dụng lên trục quay của động cơ điện.

Năng lượng tích lũy trong một vật đang chuyển động thẳng.

Công suất mà một vật nhận được để gia tốc trong chuyển động thẳng.

Công suất hữu ích làm cho hệ thống chuyển động thẳng là hiệu số giữa công suất động cơ và công suất cản.

Lực tác động lên hệ thống để tạo ra gia tốc trong chuyển động thẳng.

Công suất sinh ra bởi động cơ để tạo ra chuyển động thẳng.

Công suất do hệ thống sản xuất tạo ra để cản trở chuyển động thẳng.

Công suất do động cơ truyền xuống hệ thống chuyển động thẳng.

Công suất do động cơ truyền xuống để thực hiện công việc của hệ thống chuyển động thẳng.

Điện áp, dòng điện, điện trở, mô men, tốc độ và từ thông được biểu diễn theo giá trị tương đối, so sánh với giá trị định mức.

Chế độ động cơ: tốc độ và mô men cùng chiều (góc phần tư I hoặc III). Chế độ hãm: tốc độ và mô men ngược chiều (góc phần tư II hoặc IV).

Năng lượng điện được chuyển đổi thành năng lượng cơ học.

Hãm tái sinh: Pe < 0, Pm < 0. Hãm ngược: Pe > 0, Pm < 0. Hãm động năng: Pe = 0, Pm < 0.

Mô men động cơ bằng mô men tải. Điểm cân bằng có thể ổn định hoặc không ổn định.

Mô men động cơ, mô men tải và tốc độ động cơ tại điểm cân bằng được biểu diễn theo công thức: dω0/dt = (T0-TL0)/I0.

Hệ thống lệch khỏi điểm cân bằng ban đầu với các độ lệch tương ứng ΔT, ΔTL, Δω.

Hệ thống truyền động điện biến đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học để vận hành máy móc, bao gồm các bộ phận như biến đổi, động cơ, truyền động, điều khiển...

Điện áp định mức là điện áp được ghi trên động cơ, biểu thị điện áp mà động cơ được thiết kế để hoạt động.

Từ thông định mức là giá trị từ thông khi động cơ hoạt động ở điện áp và tốc độ định mức.

Hệ số điện động là tỉ số giữa điện áp tạo ra bởi động cơ và tốc độ của động cơ.

Điện trở phụ là điện trở được thêm vào mạch phần ứng động cơ để giảm dòng khởi động.

Hiệu suất động cơ là tỉ số giữa công suất cơ học đầu ra và công suất điện năng đầu vào.

Khi thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng, dòng điện phần ứng giảm, dẫn đến giảm hiệu suất động cơ.

Khi giảm từ thông, dòng điện phần ứng tăng và tốc độ động cơ giảm tỷ lệ thuận với từ thông.

Dòng khởi động là dòng điện phần ứng khi động cơ mới bắt đầu hoạt động.

Tốc độ ổn định của động cơ khi thêm điện trở phụ lớn vào mạch phần ứng để hạ tải thế năng.

Tốc độ động cơ giảm về 0 tại điểm C.

Động cơ chuyển sang làm việc tại điểm B và tốc độ động cơ giảm dần về 0 tại điểm C.

Điện trở phụ được thêm vào mạch phần ứng để hạ tải thế năng.

Lúc đầu, động cơ nâng tải tại điểm A với tốc độ nA, sau đó thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng.

B là điểm động cơ hoạt động khi thêm điện trở phụ.

Vt là điện áp đặt vào động cơ.

Ea là sức điện động phần ứng.

Dòng điện phần ứng của động cơ tăng lên, tốc độ động cơ tăng lên, giá trị điện trở phụ thêm vào mạch kích từ là 37.5 Ω và tổn hao khi thêm điện trở ở mạch kích từ giảm xuống 30W.

Mô men điện từ tỉ lệ thuận với dòng điện phần ứng và từ thông của động cơ.

Dòng điện phần ứng là dòng điện chạy qua phần ứng của động cơ. Trong động cơ một chiều kích từ song song, dòng điện phần ứng bằng hiệu giữa dòng điện toàn phần và dòng điện kích từ.

Điện áp suất động (Ea) của động cơ được tính bằng công thức: Ea = Kfω, trong đó Kf là hằng số điện từ, ω là tốc độ góc.

Tốc độ động cơ thay đổi tỷ lệ thuận với điện áp suất động và tỷ lệ nghịch với từ thông.